胆结石的成因众多，以胆色素结石最为常见，部分推测和溶血性贫血疾病有关，其余则是由物资匮乏，较易有营养不良、寄生虫、感染性疾病，因此增加罹患胆色素结石的机率。
而在西方国家，约8成以上的患者属于胆固醇结石。关于胆固醇结石的形成原因，主要是因为胆汁里的化学成分失去溶解性，当胆汁的胆固醇过高、浓度过于饱和，就会沉淀并产生结晶，累积久了就会逐渐形成体积较大的胆固醇结石。
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胆囊就像个小型蓄水池，主要负责暂时贮存胆汁，但若持续一段时间未进食，不需要胆汁参与消化，此时胆管出口的括约肌会收缩让胆汁无法进入肠道，增加的胆管内压力使胆汁往胆囊回流。
胆汁在此累积并浓缩，若胆汁内的胆固醇过饱和就逐渐从小结晶累积成大块的胆结石。所幸，胆囊的空间大且胆汁具有流动性，多数胆囊中的胆结石只要不掉落到其他部位，原则上并不会妨害身体健康。
胆管中的胆结石一部分是从胆囊掉落，少部分则是在胆管中生成，常见原因如胆汁流动不顺畅、胆管曾阻塞或感染发炎、先天性胆管异常、胆管受十二指肠憩室压迫等原因引起。
胆管内的容纳空间和出口狭窄，一点小结石都很可能引发阻塞，甚至因此导致发炎或细菌感染；再者，胆管和胰脏的开口共通，一旦胆管和胰管同时阻塞很容易并发急性胰脏炎让治疗更加棘手。
因此若发现胆管中有胆结石存在，应听从医师建议考虑采取进一步治疗。
胆结石的主要发生位置以胆囊居多、胆管次之，但亚洲人发生在肝脏的机率比其他地区的人们稍高一些，因此，肝脏的胆结石以前曾被称为东方人的胆石症。
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根据统计，女性罹患胆结石的机率比男性稍高，其中又以体型肥胖的女性更需要注意。
胆结石发生的比例会随年龄逐渐增加，一般以50～60岁居多，但近年来青壮年患者也有增多的趋势。
不同种族罹患的胆结石类型亦有所差异，举例来说，以前美国的印第安人有75％患有胆结石，比例非常高。
遗传也是胆结石的常见因素之一，主要在于基因的影响导致较多胆固醇被排入胆汁，胆汁过于浓稠而形成胆结石。
肥胖者（综观BMI、腰围等皆超出标准数值）罹患胆结石的机率比一般人高出数倍，甚至有一些专家认为，胆固醇结石和脂肪肝也属于代谢症候群的表征之一，可见肥胖对健康的牵涉层面广大。
统计资料显示，女性有多次生育经验比起完全没有生育经验，更容易有胆结石的问题，推测和怀孕期间贺尔蒙（动情激素和黄体激素）激增有关。
孕期若并发胆结石相关疾病，在治疗上也会更加棘手，所幸临床上鲜少遇到发作的案例，孕妈咪无须过度紧张。
嗜吃动物内脏、肥肉、蛋黄、带壳海鲜等高胆固醇食物，易导致血液和胆汁的胆固醇浓度偏高；
摄取过量糖分会造成血糖迅速上升并刺激胰岛素分泌、加速胆固醇累积，当体内的胆汁过于浓稠饱和就会结晶沉淀，长久下来将会钙化成结石。
若本身对于贺尔蒙反应剧烈、长期服用避孕药物或者采取贺尔蒙补充疗法，都可能导致罹患胆结石的机率上升，可见女性贺尔蒙在调控体内胆固醇上，一直扮演着关键的要角。
曾切除胃部或早期动过迷走神经切除手术，都会间接影响胆囊的排空能力。
血液中胆固醇过高和胆汁中胆固醇过高其实是翘翘板的两端，血液中的胆固醇含量较高，相反的意谓着胆汁中胆固醇较少，反而较不易形成胆结石，但详细的因果机转尚未十分明朗。
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胆结石引发的不适常以剧烈腹痛、黄疸、发烧等急性症状表现，其中又以感染的问题最令人担忧。
若胆结石塞住胆囊造成发炎，接下来可能会产生坏疽或破裂，进一步造成细菌感染甚至引发胰脏发炎，而这些被释出的不良物质随血液流窜到全身循环，还可能引发其他器官病变或衰竭，所幸这样严重的状况并不常见。